RAZONES DE CAPACIDADES CALORIFICAS

[pic 1]

[pic 2]

Un sistema contiene 1 mol de gas ideal a condiciones normales, se expande hasta 130L. Calcule:

1. Isotérmicamente.                         N2; γ= 1,4
2. Adiabática[pic 6]

Graficar estos cambios el ciclo: expansión adiabática-calentamiento isocorico y expansión isotérmica.

ESTADO 1:

P1= 1 atm

T1= 273,15 K

V1= 22,414 L

ESTADO 2 🡪 Expansión adiabática

V2= 130 L

T2= ? 🡪135,22K

P2= ? 🡪 0,085 atm

P2V2γ = P1V1γ  🡪 P2 = *P1 =  🡪 P2 = 0.085 atm[pic 7][pic 8]

T2V2 γ-1 = T1V1 γ-1 🡪 T2 = T1 🡪 T2 = 273,15  = 135,22 K[pic 9][pic 10]

Para graficar:

P1V1γ = P2V2γ = … PVγ = K

K1 = 1atm * 22,4141,4 = 77,755                 P=[pic 11]

[pic 12]

ESTADO 3 🡪 Expansión isotérmica

V3= 130 L

T3= T1 = 273,15K

P3= ? 🡪 0,1724 atm

P1V1 = P3V3  🡪 P3 = *P1 =  🡪 P3 = 0.1724 atm[pic 13][pic 14]

P1V1 =nRT1                                P3V3 =nRT3

        =K                                        =K

K= 1atm * 0,08206 * 273,15 = 22,414                 P= [pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

Calcular ΔU, ΔH y Q para cada etapa y para el ciclo

ETAPA A:

ΔHA = nCvΔT, Cv= 5/2 R, ΔU= nCu (T2 – T1)

ΔHA =nCvΔT = nCp (T2 – T1)

Q= ΔU + W                         W= -ΔU

 ΔUA = 1atm *  * 8,314 J/molK (135,22 -273)K = -2866,88J[pic 18]

ΔHA=1*7/2 * 8,314 (135,22 – 273)= -4014,625J

QA=0;        WA= - ΔU = -(-2866,88J) = 2866,88J

ETAPA B CALENTAMIENTO ISOCÓRICO.

∆WB =nCv∆T = 1* *8,314 (T3-T2) =  *8.314 (273,15*135,22) = 2866,88 J[pic 19][pic 20]

∆HB= Cpv∆T = *8,314 (273,15-135,22) = 4013,625J[pic 21]

W=P∆V=0            W=P(V3-V2)               V3=V2=130              WB = 0           QB= ∆WB=   2866,88J

ETAPA C COMPRESION ISOTERMICA

∆WC= 0     ∆HC =0     ∆T =0     ∆T=T1-T3      T1=T3    T=0

WC= φ   =  -3392,O2 J     WC=φ   Nrt / n = 1ml *8,314 J        *        273,15    ln  [pic 22][pic 23][pic 24]

Relacionado los estados. (P1,V1,T1) ----------🡪 (P2,V2,T2)

Para evaluar r

r=    (P2,V2,T2)-------------🡪 (P3,V3= V2, T3-T1)---🡪 (P3,V2,T1)  [pic 26][pic 25]

h es un altura  de agua = 13,5525 g/cm3[pic 27]

P1=P2 PRESION BAROMETRICA  P2 =716mmHg[pic 28]

ρ.hHg = H2O h H2O[pic 29][pic 30][pic 31]

hHg =  [pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 32]

r= [pic 38][pic 39][pic 40][pic 41][pic 37]

[pic 42][pic 43]

...